Titulació | Tipus | Curs | Semestre |
---|---|---|---|
4314939 Nanociència i Nanotecnologia Avançades | OT | 0 | 1 |
Podeu accedir-hi des d'aquest enllaç. Per consultar l'idioma us caldrà introduir el CODI de l'assignatura. Tingueu en compte que la informació és provisional fins a 30 de novembre de 2023.
Els mateixos requisits d'admissió que els que s'exigeixen per accedir al Màster:
Un títol de grau en Nanociència i Nanotecnologia, Física, Química, Geologia, Bioquímica, Biotecnologia, Enginyeria Electrònica de Telecomunicacions, Enginyeria de Materials, o un altre títol els continguts s'ajustin al perfil d'aquest màster. També es pot accedir al màster si s'és titular d'un títol universitari oficial expedit a Espanya (d'acord amb l'ordenament jurídic anterior al Reial Decret 1393/2007) o en un altre país, sempre que el seu contingut estigui íntimament relacionat amb les matèries que es s'imparteixen en el màster.
- Bon nivell d'anglès, equivalent al nivell B2 del Marc europeu comú de referència per a les llengües.
L'objectiu d'aquest curs és donar una visió general de com la nanotecnologia està impactant la medicina, els biomaterials i la remediació del medi ambient. Al començament del curs es detallaran breus conceptes bàsics en nanomedicina i biomaterials. Després de la introducció, el curs es divideix en cinc seccions principals: nanotoxicologia, subministrament de medicaments, teràpies tèrmiques, enginyeria de teixits i remediació del medi ambient.
Mòdul en què s'exposen les interrelacions dels nanomaterials en els sistemes biològics i el seu impacte en la toxicitat, enginyeria de teixits, administració de fàrmacs, teràpies tèrmiques i remediació d'aigües.
Contingut:
Biocompatibilitat: Interaccions dels nanomaterials amb la matèria biològica. Toxicitat dels nanomaterials.
Enginyeria tissular: gels moleculars i polimèrics. Biomineralització. Bastides i creixement cel·lular. Importància de la validació 3D de materials per a la medicina. Aplicacions de materials en la regeneració de teixits.
Principis de l'administració de drogues: Biodisponibilitat. Conceptes sobre encapsulació, distribució i focalització de fàrmacs. Materials per al lliurament: micel·les, liposomes, compostos nanoencapsulats, materials orgànics porosos i inorgànics com a portadors de medicaments. Alliberament de proteïnes i gens. Casos pràctics.
Principis de les teràpies termals: hipertèrmia, fototermia, magnetoteràpia, termoradioterapia per tractar i destruir les cèl·lules canceroses. Anàlisi de nanomaterials apropiats. Mètodes actuals i perspectives de futur.
Descripció de les propietats necessàries dels nanomaterials per a la remediació de l'aigua. Tècniques basades en fotocatàlisi, adsorció, etc.
Classes, seminaris i casos pràctics. Presentacions orals de treballs. Preparació d'articles. Estudi personal. Lectura d'articles.
Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, per a la complementació per part de l'alumnat de les enquestes d'avaluació de l'actuació del professorat i d'avaluació de l'assignatura/mòdul.
Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
---|---|---|---|
Tipus: Dirigides | |||
Casos práctics | 4 | 0,16 | 17 |
Classes | 36 | 1,44 | 1, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 16 |
Estudi personal | 30 | 1,2 | 1, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 16 |
Presentacions orals de treballs | 7 | 0,28 | 12, 14, 15, 17 |
Seminaris | 2 | 0,08 | 3 |
lectura d'artícles e informes | 20 | 0,8 | 2, 4, 11 |
preparació i presentació d'articles de recerca | 10 | 0,4 | 2, 4, 11 |
20% Assistència i participació a classe
40% Presentacions orals breus (10 min.) De treballs de recerca relacionats amb els temes i preguntes del panell d'avaluació
40% Examen d'opció múltiple
És possible tenir la possibilitat d'augmentar la nota de l'examen d'opció múltiple en una prova addicional (només per a aquells estudiants que hagin realitzat totes les avaluacions prèvies al llarg del curs, independentment de les notes)
Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
---|---|---|---|---|
Asaistència i Participació | 20% | 38 | 1,52 | 12, 13, 14, 15, 17 |
Exàmen | 40% | 1 | 0,04 | 1, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 16 |
Presentacions orals | 40% | 2 | 0,08 | 2, 4, 11, 14, 17 |
1.2. EU Commission recommendation on the definition of nanomaterial, http://bit.ly/gxqKMb
1.3. OECD document “Current developments/activities on the safety of manufactured nanomaterials”: http://bit.ly/katdxW
1.4. Chapter R11 - PBT Assessment p. 13, ECHA Guidance.
1.5. GoodNanoGuide shares best practices, how to handle nanomaterials safely, http://www.nanowiki.info/#[[GoodNanoGuide%20shares%20best%20practices%3A%20how%20to%20handle%20nanomaterials%20safely]]
1.6. The appropriateness of existing methodologies to assess the potential risks associated with engineered and adventitious products of nanotechnologies (SCENIHR document), http://ec.europa.eu/health/archive/ph_risk/committees/04_scenihr/docs/scenihr_o_003b.pdf
1.7. G.J. Oostingh et al. Problems and challenges in the development and validation of human cell-based assays to determine nanoparticle-induced immunomodulatory effects. Particle and Fibre Toxicology 8, 8 (2011).
1.8. Monopoli et al. Nanobiotechnology: Nanoparticle coronas take shape. Nat. Nanotechnol. 6, 11 (2011)
1.9. “Occupational Disease and Nanoparticles”
http://www.cdc.gov/niosh/blog/nsb082409_nano.html.
1.10. Lison et al. In vitro studies: ups and downs of cellular uptake. Nat. Nanotechnol. 6, 332 (2011)
2. Tissue engineering. Molecular and polymeric gels. Biomineralization. Scaffolds and cell growth. Importance of the 3D validation in materials for medicine. Application of materials in tissue regeneration.
2.1. “Introduction to biomaterials”. Editor: Donglu Shi. Tsinghua University Press. World Scientific 2005
2.2 “Principles of Tissue Engineering”. Edited by: Robert Lanza, Robert Langer and Joseph Vacanti. 2007 Elsevier Inc
2.3. “Biomaterials & scaffolds for tissue engineering” Fergal J. O'Brien Materials Today , Volume 14, Issue 3, March 2011, Pages 88–95 DOI: 10.1016/S1369-7021(11)70058-X
2.4. “ Nanotechnological strategies for engineering complex tissues” Tal Dvir Brian, P. Timko Daniel, S. Kohane and Robert Langer, Nature Nanotec Doi: 10.1038/nnano.2010.246
2.5. “Nanotechnology for tissue engineering: Need, techniques and applications” Journal of pharmacy research 7 (2013) 200-204.
2.6. Influence of a three-dimensional, microarray environment on human cell culture in drug screening systems, L. Meli, E.T. Jordan, D.S Clark, R. J. Linhardt, J. S. Dordick, Biomaterials 2012, 33 (35), 90
2.7. From 3D cell culture to organs-on-chips, Dongeun Huh1, Geraldine A. Hamilton1 and Donald E. Ingber, Trends in Cell Biology December 2011, Vol. 21, No. 12
2.8. Bhatia, Sangeeta - Ingber, Donald - Microfluidic organs-on-chips - Nat Biotech32, 760–772 (2014) doi:10.1038/nbt.2989 - -http://dx.doi.org/10.1038/nbt.2989L3
2.9. 3D cell culture: a review of current approaches and techniques.Methods Mol Biol. 2011;695:1-15. doi: 10.1007/978-1-60761-984-0_1.
2.10. Scaffolds for tissue engineering and 3D cell culture. Methods Mol Biol. 2011;695:17-39. doi: 10.1007/978-1-60761-984-0_2.
3. Principles of drug delivery: Bioavailability. Concepts of encapsulation, drug delivery and targeting. Materials for the delivery: micelles, liposomes, nano-encapsulated organic and inorganic porous materials as drug carriers. Release of proteins and genes. Practical cases.
3.1. Patrick Couvreur1 and Christine Vauthier, Nanotechnology: Intelligent Design to Treat Complex Disease, Pharmaceutical Research, 2006, 23, 1417-1448
3.2. Rupa R. Sawant and Vladimir P. Torchilin, Liposomes as ‘smart’ pharmaceutical nanocarriers, Soft Matter, 2010, 6, 4026–4044
3.3. Duncan, R.; Nanoparticle therapeutics: an emerging treatment modality for cancer, Nature Rev. Drug. Discov. 2003, 2, 347
3.4. Frank Alexis, Eric M. Pridgen, Robert Langer, and Omid C. Farokhzad; Nanoparticle Technologies for Cancer Therapy; Drug Delivery, M. Schäfer-Korting (ed.); Handbook of Experimental Pharmacology 197, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2010
3.5. Owen R. Davies, Andrew L. Lewis, Martin J. Whitaker, Hongyun Tai, Kevin M.Shakesheff b, Steven M. Howdle, Applications of supercritical CO2 in the fabrication of polymer systems for drug delivery and tissue engineering, Advanced Drug Delivery Reviews 2008 ,60, 373–387
Gene therapy:
3.6. Mastrobattista E, van der Aa MA, Hennink WE, Crommelin DJ. Artificial viruses: a nanotechnological approach to gene delivery. Nat Rev Drug Discov. 2006 Feb;5(2):115-21.
3.7. Medina-Kauwe LK, Xie J, Hamm-Alvarez S. Intracellular trafficking of nonviral vectors. Gene Ther.2 005 Dec;12(24):1734-51.
3.8. Riehemann K, Schneider SW, Luger TA, Godin B, Ferrari M, Fuchs H. Nanomedicine--challenge and perspectives. Angew Chem Int Ed Engl. 2009 48(5):872-897.
4. Principles of thermal therapies:
A-Fundamentals of hyperthermia (without nanomaterials) [4.1 - 4.12]
B- Magnetic hyperthermia & Photothermal therapy [4.13 - 4.14]
C- Examples of appropriate nanomaterials [4.15 - 4.19]
4.1. A. Jordan, in Hyperthermia in Cancer Treatment: A Primer, Springer US, 2006, p 60-63; DOI: 10.1007/978-0-387-33441-7.
4.2. J.Van der Zee et al. Int. J. Hypertherm. 24 (2008) 111
4.3. P. Wust et al. ”Hyperthermia in combined treatment of cancer” Lancet Oncology 3 (2002) 487.
4.4. F. W. Hetzel and J.Mattiello “Interactions of hyperthermia with other modalities”. In: Paliwal BR, Hetzel FW, and Dewhirst MW, eds. Medical Physics Monograph no. 16. Biological, Physical and clinical aspects of hyperthermia. Am Inst Phys, 1987: 30-56.
4.5. M. R. Manning et al. “Clinical hyperthermia: results of a phase I trial employinghyperthermia alone or in combination with external beam or interstitial radiotherapy” Cancer 49 (1982) 205-216.
4.6. P. Gabriele et al. “Hyperthermia alone in the treatment of recurrences of malignant tumors” Cancer 66 (1990) 2191-2195.
4.7. J. van der Zee et al. “Comparison of radiotherapy alone with radiotherapy plus hyperthermia in locally advanced pelvic tumours: a prospective, randomised, multicentre trial”. The Lancet 355 (2000) 1119-25.
4.8. R. D. Issels et al. “Neo-adjuvant chemotherapy alone or with regional hyperthermia for localised high-risk soft-tissue sarcoma: a randomised phase 3 multicentre study” . The Lancet Oncology 11(2010) 561-70.
4.9. R. S. Benjamin. “Regional hyperthermia: new standard for soft-tissue sarcomas?” The Lancet Oncology 11(2010) 505.
4.10. S. A. Sapareto et al., “Effects of Hyperthermia on Survival and Progression of Chinese Ovary Cells” Cancer Res 38(1978) 393.
4.11. R. D. Issels, “Hyperthermia adds to chemotherapy” Eur. J. Cancer 44 (2008) 2546.
4.12. A. Bettaieb et al. , Hyperthermia: Cancer Treatment and Beyond in “Cancer Treatment - Conventional and Innovative Approaches”, 2013. http://www.intechopen.com/books/cancer-treatment-conventional-and-innovative-approaches/hyperthermia-cancer-treatment-and-beyond
4.13. M. Colombo et al. “Biological applications of magnetic nanoparticles”. Chemical Society Reviews 41 (2012) 4306.
4.14. I. K. Puri and R. Ganguly “Particle Transport in Therapèutic Magnetic Fields” Annu. Rev. Fluid Mech. 46 (2014) 407.
4.15. S. Link , M. A. El-Sayed J Phys Chem B 109 (2005) 10531; X. Huang et al. J Am Chem Soc 128 (2006) 2115.
4.16. K. Maier-Hauff et al. “Efficacy and safety of intratumoral thermotherapy using magnetic iron-oxide nanoparticles combined with external beam radiotherapy on patients with recurrent glioblastoma multiforme” Journal of Neuro-Oncology 103 (2011) 317.
4.17. L. Alexander et al. , “Ultra-Low Doses of Chirality Sorted (6,5) Carbon Nanotubes for Simultaneous Tumor Imaging and Photothermal Therapy” ACS Nano 7 (2013), 3644-3652.
4.18. J. Kolosnjaj-Tabi et al. “Heat-Generating Iron Oxide Nanocubes: Subtle “Destructurators” of the Tumoral Microenvironment”ACS Nano 8 (2014) 4268-4283.
4.19. M. Hembury et al. , “Gold–silica quantum rattles for multimodal imaging and therapy” PNAS 112 (2015) 1959.
5. Description of the necessary properties of nanomaterials for environmental remediation. Techniques based on photocatalysis, adsorption etc.
General:
5.1. Tania Dey,Nanotechnology for Water Purification. Brown Walker Press. 2012
5.2. T. E. Cloete, M. de Kwaadsteniet, M. Botes, J. M. López-Romero, Nanotechnology in Water Treatment Applications, Caister Academic Press, 2010, ISBN: 978-1-904455-66-0.
5.3. S. Bhattacharya, I. Saha, A. Mukhopadhyay, D. Chattopadhyay, U. Chand Ghosh and D.Chatterjee, Role of nanotechnology in water treatment and purification: Potential applications and implications, International Journal of Chemical Science and Technology 2013; 3(3): 59-64
5.4. Prachi, P. Gautam, D. Madathil, A. N.B.Nair,Nanotechnology in Waste Water Treatment: A Review, Int. J. Chem. Tech. Res. 2013,5(5), 2303-2309.
5.5. B. Karn, T. Kuiken, M. Otto, Nanotechnology and in Situ Remediation: A Review of the Benefits and Potential Risks, Environmental Health Perspectives 2009, 117(12), 1823-1831.
5.6. G. Ghasemzadeh, M. Momenpour, F. Omidi, M. R. Hosseini, M. Ahani, A. Barzegari, Applications of nanomaterials in water treatment and environmental remediation, Frontiers of Environmental Science & Engineering 2014, 8(4), 471-482.
5.7. R. D. Handy, F. von der Kammer, J. R. Lead, M. Hassellov, R. Owen, M. Crane, The ecotoxicology and chemistry of manufactured nanoparticles, Ecotoxicology 2008, 17, 287–314.
Specific:
5.8. Manoj A. Lazar , Shaji Varghese, Santhosh S. Nair, Photocatalytic Water Treatment by Titanium Dioxide: Recent Updates, Catalysts 2012, 2, 572-601; doi:10.3390/catal2040572.
5.9. Xitong Liu, Mengshu Wang, Shujuan Zhang, Bingcai Pan, Application potential of carbon nanotubes in water treatment: A review, Journal of Environmental Sciences 2013, 25(7) 1263–1280
5.10. Schäfer, A.I., Fane, A.G. and Waite, T.D. (ed.): “Nanofiltration – Principles and Applications”, Elsevier Ltd., Oxford 2005.
5.11. Van der Bruggen, B, Vandecasteele,C., Removal of pollutants from surface water and groundwater by nanofiltration: overview of possible applications in drinking water industry. Env. Poll. 122 (2003) 435-445.
Programes per fer presentacions de material docent